Различия между BIOS и UEFI

1) BIOS (Basic Input/Output System).

BIOS появился в 1975 году вместе с первыми ПК на базе процессоров Intel. Он стал стандартом для IBM PC-совместимых компьютеров и долгое время был единственным интерфейсом между железом и ОС. Основная задача: Инициализация аппаратных компонентов (POST — Power-On Self-Test) и передача управления загрузчику ОС.

1.2 Архитектура BIOS:

16-битный режим: Работает в реальном режиме процессора (Real Mode), что ограничивает адресацию памяти до 1 МБ (640 КБ доступно для ОС).

Прошивка ROM: Хранится в микросхеме на материнской плате. Обновляется через перепрошивку (например, утилитой вроде AWDFLASH).

Интерфейс: Текстовый (синий/серый экран), управление только клавиатурой.

Таблица векторов прерываний (IVT): BIOS предоставляет ОС доступ к железу через прерывания (например, INT 13h для работы с дисками).

1.3 Ограничения BIOS

MBR (Master Boot Record): Максимальный размер диска — 2 ТБ (из-за 32-битной адресации секторов). До 4 первичных разделов (или 3 + 1 расширенный с логическими). Загрузочный код MBR уязвим к перезаписи (вирусы вроде Bootkit).

Скорость загрузки: Последовательная инициализация устройств. Нет поддержки параллельных процессов.

Безопасность: Отсутствует проверка загрузчика. Любой код в MBR выполняется без контроля.

Совместимость: Проблемы с современными технологиями (например, диски >2 ТБ, NVMe, USB 3.x).

2) UEFI (Unified Extensible Firmware Interface).

EFI: Разработан Intel в 1998 году для серверов Itanium. Позже переименован в UEFI (2005) и передан организации UEFI Forum.

Цель: Устранить ограничения BIOS, обеспечить поддержку современных технологий и стандартизацию.

2.2 Архитектура UEFI

32/64-битный режим: Работает в Protected Mode или Long Mode, что позволяет использовать всю доступную память.

Модульность: Состоит из драйверов (.efi), приложений и сервисов, загружаемых динамически. Поддерживает сетевые протоколы (PXE), файловые системы (FAT32, NTFS, EXT4).

Интерфейс:

Графический (GUI) с поддержкой мыши, сенсорного ввода и локализации. Расширенные настройки (например, разгон CPU, управление вентиляторами).

2.3 GPT (GUID Partition Table)

Структура: Использует GUID (глобальные уникальные идентификаторы) для разделов. Заголовок GPT хранится в начале и конце диска для избыточности.

Преимущества: Поддержка дисков до 9.4 ЗБ (зеттабайт = 1 млрд ТБ). До 128 первичных разделов. CRC-контроль целостности данных.

2.4 Secure Boot

Принцип работы:

Проверяет цифровую подпись загрузчика (например, grubx64.efi) с использованием сертификатов, хранящихся в UEFI. Блокирует запуск неподписанного кода (например, Linux без отключения Secure Boot). Проблемы с установкой альтернативных ОС (решение: добавление собственных ключей в UEFI).

2.5 Скорость загрузки

Параллельная инициализация: Устройства инициализируются одновременно, а не последовательно.

Оптимизация: UEFI сохраняет информацию об оборудовании между сеансами (например, через NVRAM). Поддержка Fast Boot — пропуск POST для некоторых устройств.

UEFI — это революция в мире firmware, устранившая ключевые недостатки BIOS. Он обеспечивает:

Поддержку современных технологий (GPT, NVMe, Secure Boot). Ускоренную и безопасную загрузку. Гибкость для разработчиков и пользователей.